高能宇宙線的起源是百年之謎,我們既不知道它們從哪兒來,也不知道其加速機制。人們猜測它的來源可能包括中子星、伽瑪射線暴、極端超新星、活動星系核等。
在耀變體噴流中,帶電粒子可以加速到極高能量。由于帶電粒子受宇宙中磁場的偏轉(zhuǎn),當它們到達地球時,我們并不知道它們來自何處。也許它們已在銀河系中旋轉(zhuǎn)了幾十圈,才飄飄蕩蕩地抵達地球。被噴流加速的質(zhì)子或者核,與物質(zhì)相互作用時能產(chǎn)生高能介子,最終衰變成光子和中微子,而中微子是不受磁場干擾的,能夠直指源頭??吹?90TeV的中微子,意味著耀變體噴流可以產(chǎn)生至少幾萬TeV的質(zhì)子和核,很可能就是宇宙中能量最高的粒子的出生地。

耀變體(Courtesy: A Marscher, PhysicsWorld)
謎底解開了嗎?
實際上2016年冰立方就報道了活動星系核與高能中微子的關(guān)聯(lián),相關(guān)性為95%,從嚴格的科學標準來看并不夠高,因此存在爭議。
在發(fā)現(xiàn)這個中微子后,冰立方重新檢查了以前的數(shù)據(jù),在這個方向上又找到一些中微子,使相關(guān)性達到了99.9%,約為3.5倍標準偏差。不過離科學發(fā)現(xiàn)的5倍標準偏差標準還差一點。
冰立方計劃近期開始升級,將體積增大10倍。即便現(xiàn)在的結(jié)果不足以讓人信服,未來也肯定能毫無爭議地確定答案。
有意思的是,冰立方也可以在其中心一小塊區(qū)域加大光傳感器的密度,更準確地探測大氣中微子,從而確定中微子的質(zhì)量順序(這個實驗稱為PINGU),而這是建設(shè)中的江門中微子實驗的主要科學目標之一。假如PINGU實驗得到高優(yōu)先權(quán)的話,將是江門實驗最有力的競爭對手。不過項目團隊經(jīng)過曠日持久的討論,將優(yōu)先權(quán)放在了擴大冰立方陣列上。畢竟,質(zhì)量順序有多個實驗可以做,而冰立方只有一個。
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